JP2015098514A - プライマー用ラテックス - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕
重合性単量体の総量100質量%において、
カルボキシル基含有重合性単量体(A)0.5〜10質量%と、
アルコキシシラン基含有重合性単量体(B)0.05〜5質量%と、
アミド基含有重合性単量体(C)0.05〜5質量%と、
前記(A)成分、前記(B)成分、及び前記(C)成分のいずれか1種以上と共重合可能な他の重合性単量体(D)と、
を少なくとも共重合させて得られる共重合体を含む、プライマー用ラテックス。
〔2〕
前記(A)成分、(C)成分、及び(D)成分の組成から、下記式(i)に基づき計算されるガラス転移温度(Tg)が、−30〜10℃である、〔1〕に記載のプライマー用ラテックス。
1/(Tg+273)=Wa/Tga+Wc/Tgc+Wd/Tgd ・・・(i)
(但し、Wa+Wc+Wd=1)
Tg:ガラス転移温度(℃)
Tga:(a)成分のホモ重合体のTg(K)
Tgc:(c)成分のホモ重合体のTg(K)
Tgd:(d)成分のホモ重合体のTg(K)
Wa:(a)成分の質量比率
Wc:(c)成分の質量比率
Wd:(d)成分の質量比率
〔3〕
前記共重合は、界面活性剤の存在下で乳化重合させるものであり、
前記界面活性剤は、反応性界面活性剤である、〔1〕又は〔2〕に記載のプライマー用ラテックス。
〔4〕
前記共重合体が、下記式(1)で表される化合物によって変性されている、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載のプライマー用ラテックス。
(R1)n−Si−(R2)(4−n) (1)
(式中、nは0〜3の整数であり、R1は、水素原子、炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、炭素数5〜10のアリール基、及び炭素数5〜6のシクロアルキル基からなる群より選ばれるいずれかを表す。n個のR1は、同一であってもよいし、異なってもよい。R2は、炭素数1〜8のアルコキシ基、アセトキシ基、及び水酸基からなる群より選ばれるいずれかを表す。(4−n)個のR2は、同一であってもよいし、異なってもよい。)
1/(Tg+273)=Wa/Tga+Wc/Tgc+Wd/Tgd ・・・(i)
(但し、Wa+Wc+Wd=1)
Tg:ガラス転移温度(℃)
Tga:(a)成分のホモ重合体のTg(K)
Tgc:(c)成分のホモ重合体のTg(K)
Tgd:(d)成分のホモ重合体のTg(K)
Wa:(a)成分の質量比率
Wc:(c)成分の質量比率
Wd:(d)成分の質量比率
ポリスチレン(373K)、ポリメタクリル酸メチル(378K)、ポリアクリル酸ブチル(219K)、ポリアクリル酸2−エチルヘキシル(205K)、ポリアクリル酸(379K)、ポリメタクリル酸(403K)、ポリアクリロニトリル(373K)、ポリアクリルアミド(426K)、ポリメタクリル酸2−ヒドロキシエチル(328K)。
なお、(B)アルコキシシラン基含有重合性単量体のホモ重合体のTgは、式(i)の計算には考慮されない。
(R1)n−Si−(R2)(4−n) (1)
(式中、nは0〜3の整数であり、R1は、水素原子、炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、炭素数5〜10のアリール基、及び炭素数5〜6のシクロアルキル基からなる群より選ばれるいずれかを表す。n個のR1は、同一であってもよいし、異なってもよい。R2は、炭素数1〜8のアルコキシ基、アセトキシ基、及び水酸基からなる群より選ばれるいずれかを表す。(4−n)個のR2は、同一であってもよいし、異なってもよい。)
<ガラス転移温度(Tg)>
得られたプライマー用ラテックスの設定Tg(K:絶対温度)は、重合体を構成する各単量体のホモ重合体の各Tgと、各単量体の共重合比率(共重合体中の質量比率)から、下記式(i)に基づき計算した。
1/(Tg+273)=Wa/Tga+Wc/Tgc+Wd/Tgd ・・・(i)
(但し、Wa+Wc+Wd=1)
Tg:ガラス転移温度(℃)
Tga:(a)成分のホモ重合体のTg(K)
Tgc:(c)成分のホモ重合体のTg(K)
Tgd:(d)成分のホモ重合体のTg(K)
Wa:(a)成分の質量比率
Wc:(c)成分の質量比率
Wd:(d)成分の質量比率
St:373K、MMA:378K、2−EHA:205K、MAA:403K、AA:379K、AAm:426K
乳化重合後に得られたプライマー用ラテックスを100メッシュの濾布で凝固物を濾過し、その残渣質量をプライマー用ラテックスの質量で割り、残渣率(質量基準)とした。残渣率は、以下の基準に基づき評価した。
○:残渣率が100ppm未満であった。
△:残渣率が100ppm以上、1000ppm未満であった。
×:残渣率が1000ppm以上であった。
レーザー回折式の粒度分布計(リーズ・アンド・ノースラップ社製、マイクロトラック粒度分布計「UPA150」)にて、プライマー用ラテックスの体積平均粒子径を測定し、これをプライマー用ラテックスの平均粒子径とした。
アルミ皿にプライマー用ラテックス1gを正確に秤量し、恒温乾燥機で105℃にて3時間乾燥させ、シリカゲルを入れたデシケーター中で30分間放冷した後に精秤した。乾燥後質量を乾燥前質量で除した割合を固形分率(%)とした。
(試験体の調製)
JIS A5371−2000(プレキャスト無筋コンクリート製品)に規定する舗装用平板に、4倍希釈のプライマー用ラテックス(プライマー用ラテックス:水=1:3、体積比)を200g/m2の比率となるよう塗布した。塗布した舗装用平板を、20℃×65%RHの条件下で一晩静置した。
次いで、セメント/川砂/水/メチルセルロース=100/200/26/0.175(体積比)のセメントモルタルを作製し、塗装用平板に15mm厚となるよう塗りつけた。これを、20℃×65%RHの条件下で14日間養生して、塗装用平板にセメントモルタル硬化物が接着された測定試料を得た。得られた測定試料の常態接着、耐水接着、及び耐温冷接着を以下の方法によって評価した。
(イ)常態接着:20℃×65%RHの条件で4週間養生した後、40×40mmにカッターで試験体に切り込みを入れた後、治具を設置して、建研式引っ張り試験機でセメントモルタル硬化物との接着強さを測定した。
(ロ)耐水接着:20℃×65%RHの条件下で2週間養生した後、40×40mmにカッターで試験体に切り込みを入れた後、治具を設置して、さらに20℃の水中に2週間浸漬し、湿潤状態のままでセメントモルタル硬化物との接着強さを測定した。
(ハ)耐温冷接着:20℃×65%RHの条件下で2週間養生した後に、さらに10サイクル温冷繰り返し試験を行った。その後、20℃×65%RHの条件下に1日静置し、40×40mmにカッターで試験体に切り込みを入れた後、治具を設置して、セメントモルタル硬化物との接着強さを測定した。
なお、接着強度は、JIS A1171:2000「ポリマーセメントモルタルの試験方法」の7.9「接着耐久性試験」に準拠して測定した。
温冷繰り返し試験1サイクル:20℃水中に18時間→−20℃気中に3時間→50℃気中に3時間。
攪拌機、還流冷却器、滴下槽、及び温度計を取り付けた反応容器に、水500質量部と、「エマールD−3−D」(ポリオキシエチレンアルキル(C10〜16)エーテル硫酸ナトリウム、有効成分26質量%:花王社製)7.7質量部を投入し、反応容器中の温度を80℃に上げた。そして、ペルオキソ二硫酸アンモニウムの10%水溶液5質量部を添加した後、5分後に、メチルメタクリレート(MMA)396質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(2−EHA)577質量部、メタアクリル酸(MAA)20質量部、アクリルアミド(AAm)2質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン5質量部、「エマールD−3−D」46.2質量部、「エマルゲンEm120」(ポリオキシエチレン(12)ラウリルエーテル:花王社製)の20%水溶液100質量部、ペルオキソ二硫酸アンモニウム10%水溶液20質量部、及び水457.6質量部からなる乳化混合液を、240分かけて滴下槽から反応容器に投入した。その間、反応系のpHは4以下に維持した。乳化混合液の投入終了後、反応容器の温度を80℃に保ったまま、更に60分間攪拌を続けた。攪拌後、室温まで冷却した。冷却後、100メッシュの金網で反応物をろ過して、凝集物等を除去した。25%のアンモニア水を用いてろ液のpHを8に調整した後、消泡剤(特殊非イオン型配合物、商品名「アデカネートB−1045」、ADEKA社製)0.2質量部を添加し、更に30分間攪拌した。最後に、固形分が46質量%となるよう水を添加し、プライマー用ラテックスを得た。
なお、一例として、実施例1で得られたプライマー用ラテックスのTgに関して、式(i)からの計算結果を示す。
1/(Tg+273)=Wd1/Tgd1+Wd2/Tgd2+Wa/Tga+Wc/Tgc ・・・(i)
(但し、d1:MMA、d2:2−EHA、a:MAA、c:AAm)
Wd1=396/(396+577+20+2)=0.398
Wd2=577/(396+577+20+2)=0.580
Wa=20/(396+577+20+2)=0.020
Wc=2/(396+577+20+2)=0.002
Tgd1=378(K)
Tgd2=205(K)
Tga=403(K)
Tgc=426(K)
1/Tg=0.398/378+0.580/205+0.020/403+0.002/426
よって、Tg=−19℃
攪拌機、還流冷却器、滴下槽、及び温度計を取り付けた反応容器に水500質量部、「エマールD−3−D」を7.7質量部投入し、反応容器中の温度を80℃に上げてから、ペルオキソ二硫酸アンモニウムの10%水溶液5質量部を添加した後、5分後に、メチルメタクリレート(MMA)396質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(2−EHA)577質量部、メタアクリル酸(MAA)20質量部、アクリルアミド(AAm)2質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン5質量部、「アクアロンKH1025」(アンモニウム−α−スルホナト−ω−1−(アリルオキシメチル)アルキルオキシポリオキシエチレン、有効成分25質量%;第一工業製薬社製)48質量部、「エマルゲンEm120」の20%水溶液20質量部、ペルオキソ二硫酸アンモニウム10%水溶液20質量部、及び水455.8質量部からなる乳化混合液を、240分間かけて滴下槽から反応容器に投入した。その間、反応系のpHは4以下に維持した。乳化混合液の投入終了後、反応容器の温度は80℃に保ったまま、更に60分間攪拌を続けた。攪拌後、室温まで冷却した。冷却後、100メッシュの金網で反応物をろ過して、凝集物等を除去した。25%のアンモニア水を用いてろ液のpHを8に調整した後、消泡剤(「アデカネートB−1045」)0.2質量部を添加し、更に30分間攪拌した。最後に、固形分が46質量%となるよう水を添加し、プライマー用ラテックスを得た。
攪拌機、還流冷却器、滴下槽、及び温度計を取り付けた反応容器に水500質量部、「エマールD−3−D」を7.7質量部投入し、反応容器中の温度を80℃に上げてから、ペルオキソ二硫酸アンモニウムの10%水溶液5質量部を添加した後、5分後に、メチルメタクリレート(MMA)396質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(2−EHA)577質量部、メタアクリル酸(MAA)20質量部、アクリルアミド(AAm)2質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン5質量部、メチルトリメトキシシラン10質量部、ジメチルジメトキシシラン10質量部、「アクアロンKH1025」(アンモニウム−α−スルホナト−ω−1−(アリルオキシメチル)アルキルオキシポリオキシエチレン、有効成分25質量%;第一工業製薬社製)48質量部、「エマルゲンEm120」の20%水溶液20質量部、ペルオキソ二硫酸アンモニウム10%水溶液20質量部、及び水455.8質量部からなる乳化混合液を、240分間かけて滴下槽から反応容器に投入した。その間、反応系のpHは4以下に維持した。乳化混合液の投入終了後、反応容器の温度は80℃に保ったまま、更に60分間攪拌を続けた。攪拌後、室温まで冷却した。冷却後、100メッシュの金網で反応物をろ過して、凝集物等を除去した。25%のアンモニア水を用いてろ液のpHを8に調整した後、消泡剤(「アデカネートB−1045」)0.2質量部を添加し、更に30分間攪拌した。最後に、固形分が46質量%となるよう水を添加し、プライマー用ラテックスを得た。
表1に記載の条件とした以外は、実施例2と同様にしてプライマー用ラテックスを得た。表1に、得られたプライマー用ラテックスの物性及び評価結果等を示す。なお、表中の「St」はスチレンを、「MMA」はメチルメタクリレートを、「2−EHA」は2−エチルヘキシルアクリレートを、「MAA」はメタアクリル酸を、「AA」はアクリル酸を、「AAm」はアクリルアミドを、それぞれ示す。
表1に記載の条件とした以外は、実施例3と同様にしてプライマー用ラテックスを得た。表1に、得られたプライマー用ラテックスの物性及び評価結果等を示す。
表1に記載の条件とした以外は、実施例1と同様にしてプライマー用ラテックスを得た。表1に、得られたプライマー用ラテックスの物性及び評価結果等を示す。
Claims (4)
- 重合性単量体の総量100質量%において、
カルボキシル基含有重合性単量体(A)0.5〜10質量%と、
アルコキシシラン基含有重合性単量体(B)0.05〜5質量%と、
アミド基含有重合性単量体(C)0.05〜5質量%と、
前記(A)成分、前記(B)成分、及び前記(C)成分のいずれか1種以上と共重合可能な他の重合性単量体(D)と、
を少なくとも共重合させて得られる共重合体を含む、プライマー用ラテックス。 - 前記(A)成分、(C)成分、及び(D)成分の組成から、下記式(i)に基づき計算されるガラス転移温度(Tg)が、−30〜10℃である、請求項1に記載のプライマー用ラテックス。
1/(Tg+273)=Wa/Tga+Wc/Tgc+Wd/Tgd ・・・(i)
(但し、Wa+Wc+Wd=1)
Tg:ガラス転移温度(℃)
Tga:(a)成分のホモ重合体のTg(K)
Tgc:(c)成分のホモ重合体のTg(K)
Tgd:(d)成分のホモ重合体のTg(K)
Wa:(a)成分の質量比率
Wc:(c)成分の質量比率
Wd:(d)成分の質量比率 - 前記共重合は、界面活性剤の存在下で乳化重合させるものであり、
前記界面活性剤は、反応性界面活性剤である、請求項1又は2に記載のプライマー用ラテックス。 - 前記共重合体が、下記式(1)で表される化合物によって変性されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のプライマー用ラテックス。
(R1)n−Si−(R2)(4−n) (1)
(式中、nは0〜3の整数であり、R1は、水素原子、炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、炭素数5〜10のアリール基、及び炭素数5〜6のシクロアルキル基からなる群より選ばれるいずれかを表す。n個のR1は、同一であってもよいし、異なってもよい。R2は、炭素数1〜8のアルコキシ基、アセトキシ基、及び水酸基からなる群より選ばれるいずれかを表す。(4−n)個のR2は、同一であってもよいし、異なってもよい。)
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